电解水反应被认为是发展氢能源的理想策略，缓慢的析氧反应（OER）过程和催化剂在酸性条件下的不稳定性，使得酸性析氧催化剂研发面临挑战。在酸性电解液中，铱（Ir）基和钌（Ru）基催化材料通常被认为具有更广泛的应用前景。与Ru基催化剂相比，Ir基催化剂在酸性电解液中具有更高的稳定性。但是，铱（Ir）基催化剂较高的价格成本及较低的反应活性限制了其工业化应用进程。由此可见，对催化剂活性、稳定性、价格成本等核心因素综合考虑是新型催化剂研发的主要思路。

近日，河海大学周钢副教授、王沛芳教授与南京大学刘力哲教授合作，以氟（F）掺杂的MnO₂纳米纤维为基底，通过光诱导阳离子交换策略，构建有序Ir原子链和无序Ir原子团簇共存的活性表面，其中F原子的引入对于有序阳离子交换形成Ir原子链具有重要作用。两种结构Ir原子间的无序度差异引发的熵差不仅可以调控原子链和原子团簇之间的轨道相互作用，还可以调整反应活性位点的自旋电子占据态，提高金属Ir位点和反应物之间的成键相互作用。此外，在酸性析氧反应过程中，Ir原子链和Ir原子团簇之间的相互作用可通过Ir团簇的解离和吸附的动态过程进行调控。实验和理论研究表明，这种动态的相互作用可实现反应路径切换，从而大大降低析氧反应活化能。这种动态稳定的反应活性位点之间的自旋相互作用为酸性催化剂研发和析氧动力学研究提供了新的研究思路。

在光照作用下，通过引入F原子作为光腐蚀位点，降低F原子周围阳离子的交换能，有助于形成有序的Ir原子链。通过像差矫正的 HAADF-STEM技术直接观测出有序Ir原子链和无序Ir原子团簇共存的催化剂表面。这种特殊的活性位点（Ir）结构对于酸性析氧反应路径的动态调控至关重要。

拥有动态稳定反应活性位点的IrMnOF@Ir催化剂表现出优异的酸性OER活性和电化学稳定性，较高的Ir原子利用率显著提高了催化剂的质量活性，这对于降低贵金属利用具有重要意义。